Το συνηθισμένο ραντάρ ανιχνεύει την κατακρήμνιση από την ισχύ των επιστρεφόμενων ραδιοκυμάτων. Το ραντάρ Doppler προσθέτει τη δυνατότητα μέτρησης της κίνησης. Ανιχνεύει τη μετατόπιση συχνότητας του επιστρεφόμενου σήματος που προκαλείται από κινούμενες σταγόνες βροχής ή νιφάδες χιονιού, αποκαλύπτοντας εάν η κατακρήμνιση πλησιάζει ή υποχωρεί.

Αυτές οι πληροφορίες ταχύτητας δείχνουν τα μοτίβα του ανέμου μέσα σε καταιγίδες. Οι μετεωρολόγοι μπορούν να εντοπίσουν την περιστροφή που μπορεί να προκαλέσει ανεμοστρόβιλους, να ανιχνεύσουν ισχυρά όρια εκροής και να εκτιμήσουν τα ποσοστά βροχόπτωσης με μεγαλύτερη ακρίβεια. Οι αναβαθμίσεις διπλής πόλωσης βελτιώνουν περαιτέρω τη διάκριση μεταξύ βροχής, χαλαζιού και μη μετεωρολογικών στόχων.

Τα εθνικά δίκτυα ραντάρ Doppler παρέχουν συνεχή κάλυψη σε μεγάλες περιοχές. Τα δεδομένα εμφανίζονται σε δημόσιους ιστότοπους και τηλεοπτικές εκπομπές μέσα σε λίγα λεπτά. Η τεχνολογία έχει μειώσει δραστικά τον μέσο χρόνο προειδοποίησης για σοβαρές καταιγίδες και ανεμοστρόβιλους.

Τα ερευνητικά ραντάρ συνεχίζουν να βελτιώνουν την τεχνική για ακόμη πιο λεπτομερείς μετρήσεις.